康瑞芳 張春田

（1.遼寧冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院；2.本溪鋼鐵（集團(tuán)）有限責(zé)任公司南芬選礦廠）

本鋼南芬選礦廠隸屬于本溪鋼鐵(集團(tuán))有限責(zé)任公司，是一所具有近百年歷史的大型國有企業(yè)，位于遼寧省本溪市南25 km，距沈丹鐵路南芬站2 km。南芬選礦廠于1915年開始籌建，1918年12月27日建成投產(chǎn)。

南芬選礦廠處理的礦石以磁鐵礦石為主，采用三段一閉路破碎—三段階段閉路磨礦—三段磁選—磁選柱精選—中礦濃縮再磨—高頻振網(wǎng)篩自循環(huán)流程，擁有27個(gè)磨礦系列，粗碎為2臺PX1400/170 mm液壓旋回破碎機(jī)，中碎為4臺φ2 100 mm標(biāo)準(zhǔn)型圓錐破碎機(jī)，細(xì)碎為16臺φ1 650 mm短頭型圓錐破碎機(jī)及3臺H6800型液壓圓錐破碎機(jī)。

為充分利用礦產(chǎn)資源，2009年9月南芬選礦廠增加了紅礦工藝處理赤鐵礦石，采用半自磨、弱磁、強(qiáng)磁、陰離子反浮選工藝流程。近年，由于處理露天礦北山部位難磨難選礦石比例增大，在2015年、2016年建成三段磨選工藝用于處理流程中篩上產(chǎn)品及磁選柱中礦，部分流程由振網(wǎng)篩自循環(huán)改造成階段磨選加篩上再磨再選工藝，產(chǎn)品品位調(diào)整到67%以上，給煉鐵工序生產(chǎn)運(yùn)行創(chuàng)造良好條件。南芬選礦廠處理礦石來自南芬露天鐵礦，屬前震旦紀(jì)鞍山式沉積變質(zhì)鐵礦床，該礦生產(chǎn)的鐵礦石低磷、低硫，有害元素極低。為探索尾礦回收再選工藝流程，對南芬選礦廠尾礦進(jìn)行了預(yù)富集探索試驗(yàn)。

1 尾礦預(yù)富集磁場強(qiáng)度試驗(yàn)

對尾礦進(jìn)行強(qiáng)磁預(yù)富集試驗(yàn)，以提高下道選別工序給礦品位，應(yīng)拋盡拋，減少磨機(jī)給礦量，選用Slon-500型脈動(dòng)高梯度強(qiáng)磁選機(jī)［1-2］。

取5份烘干混勻試樣，每份質(zhì)量3 kg，背景磁場強(qiáng)度分別選擇160，240，320，400，480 kA/m，試驗(yàn)冷卻水壓力0.15 MPa，給礦濃度30%，給礦量3 000 mL/min，強(qiáng)磁拋尾磁場強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果見表1。

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由表1可知，隨著磁場強(qiáng)度的增加，精礦產(chǎn)率增加，精礦鐵品位略有下降，鐵回收率呈現(xiàn)較高的增加趨勢，尾礦鐵品位也隨之降低［2］；當(dāng)磁場強(qiáng)度為400 kA/m時(shí)，磁選尾礦鐵品位為5.84%，低于6.0%，此時(shí)對應(yīng)精礦鐵品位為24.99%，回收率為88.74%，尾礦拋出率為35.19%，達(dá)到了預(yù)富集鐵試驗(yàn)的效果；綜合考慮，確定預(yù)富集磁場強(qiáng)度為400 kA/m。

2 尾礦預(yù)富集精礦篩析試驗(yàn)

為更好地了解預(yù)富集后精礦產(chǎn)品的粒度組成以及鐵元素在每個(gè)粒級的分布情況，方便后續(xù)對鐵礦物地回收，對每個(gè)場強(qiáng)下的精礦進(jìn)行粒度篩析試驗(yàn)，結(jié)果見表2～表6。

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由表2可知，在磁場強(qiáng)度160 kA/m條件下的預(yù)富集精礦中+0.188 mm粒級產(chǎn)率最高，其次是-0.100+0.074 mm粒級，但全鐵品位最高的是-0.100+0.074mm粒級，+0.045 mm粒級金屬分布率為80.26%。

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由表3可知，在磁場強(qiáng)度240 kA/m條件下的預(yù)富集精礦中產(chǎn)率最高的為+0.188 mm粒級，為34.88%，但其全鐵品位最低，為20.63%；-0.100+0.074 mm粒級產(chǎn)率為24.90%，全鐵含量為31.10%，金屬占有率最高，相對表2結(jié)果而言，+0.037 mm粒級的金屬占有率略有提高。

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由表4可知，隨著磁場強(qiáng)度的增加，預(yù)富集精礦中的粗粒級產(chǎn)率相對有所增加，而較細(xì)粒級產(chǎn)率有所下降；仍是+0.188 mm粒級產(chǎn)率最高，全鐵含量最低；-0.100+0.074 mm粒級全鐵含量最高，達(dá)32.44%，且+0.037 mm粒級金屬占有率也有了明顯提高。

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由表5可知，隨著磁場強(qiáng)度的增加，預(yù)富集精礦中細(xì)粒級顆粒得到了一定地回收，產(chǎn)率有所增加，依然是-0.100+0.074 mm粒級全鐵含量最高，金屬占有率也最高，最終精礦鐵品位為25.53%，有所降低。

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由表6可知，磁場強(qiáng)度進(jìn)一步增加到480 kA/m，預(yù)富集精礦中各個(gè)粒級產(chǎn)率變化略有增大，但各個(gè)粒級的全鐵含量卻有下降，說明磁場強(qiáng)度的增加，造成一些貧連生體或石英夾雜進(jìn)入到精礦中，造成精礦鐵品位下降，最終精礦鐵品位為24.99%。

綜上對比各個(gè)不同磁場強(qiáng)度下精礦篩析結(jié)果表明，隨著磁場強(qiáng)度的增加，回收的鐵礦物顆粒越來越多，并呈現(xiàn)粗顆粒先被回收，再增加磁場強(qiáng)度，細(xì)顆粒被回收的幾率增加；當(dāng)增加到一定場強(qiáng)（＞400 kA/m）貧連生體或石英雜質(zhì)也會(huì)被選入，造成鐵品位下降；綜合選別指標(biāo)及對樣品的要求，確定預(yù)富集磁場強(qiáng)度400 kA/m為宜［3］。

在磁場強(qiáng)度為400 kA/m、給礦濃度約30%、給礦量約3 000 mL/min，對所取尾礦樣品進(jìn)行全部預(yù)選，所得精礦進(jìn)行過濾、烘干、混勻、縮分、制備化驗(yàn)分析樣和試驗(yàn)用樣。

3 預(yù)富集精礦多元素與鐵物相分析

為查清預(yù)富集精礦的有價(jià)組分和可回收礦物，進(jìn)行化學(xué)多元素及鐵物相分析［4-5］，結(jié)果見表7、表8。

由表7可知，預(yù)富集后的精礦全鐵含量為25.01%，SiO2含量為54.85%。

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由表8可知，預(yù)富集后精礦中的主要鐵礦物為赤（褐）鐵礦、磁鐵礦以及少量的碳酸鐵、硅酸鐵和硫化鐵，其中磁鐵礦可以通過弱磁選法回收，磁鐵礦中鐵由于粒度微細(xì)、與脈石交生關(guān)系較為復(fù)雜，即使通過細(xì)磨也仍將存在部分與脈石以連生體的形式進(jìn)入弱磁精礦中，這也將成為影響弱磁鐵精礦品位的主要因素。此外，部分磁鐵礦因發(fā)生假象赤鐵礦化，磨礦后視氧化程度和解離狀況的不同會(huì)進(jìn)入弱磁精礦或尾礦。

預(yù)富集精礦鐵的賦存形式主要有2種：一是以磁鐵礦的形式存在，分布率達(dá)29.49%，即為采用弱磁選工藝分選礦石中鐵礦物時(shí)鐵的最大理論回收率；二是以赤(褐)鐵礦形式產(chǎn)出的高價(jià)氧化鐵，分布率為36.88%，以這種形式存在的鐵在弱磁選過程中絕大部分將會(huì)排入尾礦中，建議赤（褐）鐵礦可通過強(qiáng)磁選+浮選法進(jìn)行回收。此外，還有少量鐵賦存于碳酸鹽和硅酸鹽礦物中，分布率分別為9.80%和16.19%。其中磁鐵礦可以通過弱磁選法回收，赤（褐）鐵礦可以通過強(qiáng)磁選+浮選法進(jìn)行回收。

4 結(jié) 語

（1）南芬選礦廠尾礦隨著預(yù)富集磁場強(qiáng)度的增加，精礦產(chǎn)率和金屬回收率顯著提高，精礦及尾礦品位相對下降，最終確定磁場強(qiáng)度為400 kA/m，此時(shí)精礦全鐵品位為24.99%，鐵回收率為88.74%，尾礦鐵品位為5.84%。

（2）預(yù)富集后精礦多元素分析及鐵物相分析結(jié)果表明，主要可回收鐵礦物為磁鐵礦和赤（褐）鐵礦，鐵占有率分別為29.49%和36.88%，碳酸鐵和硅酸鐵中鐵占有率分別為9.80%和16.19%。其中磁鐵礦可以通過弱磁選法回收，赤（褐）鐵礦可通過強(qiáng)磁選+浮選法進(jìn)行回收。

（3）預(yù)富集精礦的單體解離度分析結(jié)果表明，尾礦中的鐵礦物單體解離度低，需進(jìn)行細(xì)磨。